我的老友馬克斯寫了一篇文章,“最好的旅行工具是什么”,這讓我想到了自己曾經(jīng)擁有、現(xiàn)在擁有、以及未來想要擁有的萬用表。這些萬用表從簡單便宜的模擬儀表到質(zhì)量不錯的Flukes,一應(yīng)俱全。在數(shù)字萬用表中,尤其是手持式萬用表中,F(xiàn)luke無疑聲名顯赫,當(dāng)然也有許多其他不錯的品牌。我還是希望擁有質(zhì)量上乘的HP/Agilent34410A6?數(shù)字儀表。
當(dāng)一個人開始對電子產(chǎn)品產(chǎn)生興趣時,萬用表可能是他購買的第一部測試設(shè)備(或者跟我一樣是得到),并且可能是最難忘的測試設(shè)備之一。我屋子里有不少萬用表,有一些是別人給我的。
在寫這篇文章時,我清點(diǎn)了一下我所有的萬用表寶貝,發(fā)現(xiàn)至少有15個。最近一個供應(yīng)商因為轉(zhuǎn)行清倉,又給了我7個萬用表,其中大部分的價格都低于10元。我賣掉了幾個,送了幾個給別人,還留了2、3個,因為我正在制作一個面包板系統(tǒng),沒準(zhǔn)用得著哩。
我將這些萬用表分享給讀者朋友,希望勾起工程師朋友們對自己曾經(jīng)心儀的萬用表的美好回憶。
記憶中那些忘不了的萬用表
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我的第一個萬用表是日本的Sanwa。那是一種小型模擬儀表,是在我大概13歲的時候,一個同樣是電子愛好者的小伙伴送給我的。我費(fèi)了好大勁才讓它工作——我猜這就是為什么我的小伙伴要把它送給我了。這個萬用表早就不見了,但是在我開始對電子學(xué)產(chǎn)生興趣的頭幾年里,它幫了我很大的忙。這一切太久遠(yuǎn)了,我已經(jīng)忘記它的確切樣子了,似乎很像這樣。當(dāng)時弄不清奇怪的dB范圍是什么這事我倒是記憶猶新……
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我的第二個萬用表是Kyoritsu(KEW)K-1400,是我爸到南非出差時我讓他買的。我至今還記得從盒子里取出萬用表時的巨大喜悅。這是一個相當(dāng)專業(yè)的20KΩ/V鏡面刻度萬用表。上圖是鷹牌萬用表,我那個看上去是一樣的。當(dāng)我2002年從津巴布韋移居到澳大利亞時,我沒帶走這個萬用表,現(xiàn)在不見了,每今及此我就很傷感。
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多年前當(dāng)我進(jìn)入當(dāng)時的羅得西亞名頭很響的英屬南非警察局無線電部門工作時,每人發(fā)了一個Avometer。AVO(以Amps-Volts-Ohms的首字母命名)是一家大型的英國儀表制造商。Avometer非常堅固耐用,幾乎堅不可摧,一直到2008年還在生產(chǎn)。對于現(xiàn)場作業(yè)來說,它們又大又重,而在工作臺上,讀數(shù)又比較困難,所以無論哪種情況,我都不會用它。但是就像Landrovers一樣,雖然不是最好的汽車,但用過的人都會懷念。很多年長的工程師干脆把萬用表簡稱為“Avo”,這種情況很常見。AVO現(xiàn)在已被Megger集團(tuán)收購,許多人將測試絕緣電阻的所有儀器統(tǒng)稱為“Megger”,而不管它到底是哪里來的。瞧我跑題了……
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這是我曾經(jīng)擁有的第一臺Keithley 130A數(shù)字萬用表,我記得是在1970年代末買的,現(xiàn)在狀態(tài)仍然很好。我把它留在津巴布韋沒帶走,在我偶爾去那里的時候還可以用。我當(dāng)時工作的無線電部門有一個叫Keith Lee的同事,我記得曾給他看過:“嘿,Keith Lee,快來看我的Keithley!”Keithley現(xiàn)在是Tektronix的一部分,還在繼續(xù)制造高質(zhì)量的萬用表。
交流電流表
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我不知道大多數(shù)工程師是否將其歸類為萬用表,因為它實際上測量的是交流電流(帶鉗–非接觸式)和電壓,所以我把它也算上了。當(dāng)年巴黎的Tandy也有這種電流表,特價20法郎一個,也就是幾美元,幾年前我買了4個,回津巴布韋后轉(zhuǎn)手賣了3個,賺了不少錢,我給自己留了一個,現(xiàn)在還在津巴布韋,比圖片中這個干凈多了!幾年后我成為了一名電工,這就是我的當(dāng)家儀表——在處理市電時,電壓和電流通常是你唯一感興趣的參數(shù)。這個電流表也不帶電池!
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這一款開始有點(diǎn)現(xiàn)代感了,不過到現(xiàn)在也已經(jīng)有20多年了。它已經(jīng)無法正常工作,所以我想把它扔掉。打開外殼后,我發(fā)現(xiàn)里面有一顆DVM芯片、一顆LM324四通道運(yùn)算放大器和其它一些組件。我換掉LM324后,萬用表恢復(fù)了工作,但我還需要對它進(jìn)行一些調(diào)節(jié),因為它無法正確歸零。對于這么古老的產(chǎn)品,Hioki竟然還能給我提供服務(wù)手冊,這引起了我對這家公司的濃厚興趣。這類儀表的現(xiàn)代版本完全就是數(shù)字萬用表了,其中許多可以完成與非鉗式萬用表同樣的測量。不過,它們需要電池!
老式學(xué)生模擬萬用表
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在我們那個年代,萬用表通常是模擬的,其一大優(yōu)點(diǎn)是,在測量電壓和電流時不需要電池。測量電阻雖然需要電池,但即使電池快沒電了,通常也可以通過調(diào)整“零”旋鈕和/或一點(diǎn)插補(bǔ)和校正來得到相當(dāng)準(zhǔn)確的測量結(jié)果。我還有幾個便宜的小模擬萬用表,不需要電池就能正常工作,所以是工具包的理想選擇。工具包很少會用到,所以精度不高也不是什么大事。我在倫敦的市場上花差不多幾美元買了幾個。圖上這一款有電池測試標(biāo)記和鏡面刻度!但是只有2KΩ/V……
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另一個模擬萬用表比我的舊Sanwa大一些,質(zhì)量好一點(diǎn)。這一臺萬用表雖然工作很正常,但是我?guī)缀鯊膩聿挥盟欢植蝗绦陌阉拥簟2诲e的量程,20KΩ/V,鏡面刻度,并且便于攜帶。順便說一句,你是否想過為什么這款儀表在開關(guān)處有一個“Off”位置?它可以適當(dāng)緩沖儀表的移動,降低因掉落或擊打而造成電擊損壞。
價格便宜的數(shù)字萬用表
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再回來說數(shù)字萬用表。這一款是10元及以下萬用表的代表。合適的精度,通常還提供二極管和晶體管測試,幸運(yùn)的話,還提供10A的電流量程(這款就有)、電容測試量程(這款沒有)和連續(xù)蜂鳴功能(這款也沒有)。但這種數(shù)字萬用表一旦壞了,你通常會把它們?nèi)拥簟S幸恍┪倚藓昧耍话闶怯捎陔姵芈┮涸斐傻?a href="http://www.xsypw.cn/v/tag/82/" target="_blank">PCB走線損壞,或跌落造成的破裂,但如果是LCD損壞或量程開關(guān)損壞,就沒有必要修了,首先是不好修,就算修好也不劃算。
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這是一款數(shù)字萬用表的背面(外殼已經(jīng)打開了)。注意,這個PCB是為無處不在的ICL7106型IC設(shè)計的,不過它在一個薄的PCB上使用了裸片而不是IC,這無疑節(jié)省了幾美分的成本。還要注意左下方的10A分流器,以及用于校準(zhǔn)的幾個刻痕。雖然看著不咋樣,但質(zhì)量還不錯,而且價格便宜,物超所值。
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這款萬用表相當(dāng)不錯,現(xiàn)在也已經(jīng)被淘汰了,我不知道是為什么。顯示屏相當(dāng)好,數(shù)字和條形圖指示器很大,還有電容、晶體管和二極管測試量程。我留著著它,是想等老了以后(好吧……等我更老的時候),眼睛看不清了……再用。圖中顯示它正在測量一個小電容。
玲瓏小巧、功能強(qiáng)大的萬用表
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這些年來,萬用表越來越小巧、越來越漂亮。如果有人拿來一個手表萬用表,我一點(diǎn)兒都不驚訝,我自己卻沒有那么小的萬用表(將探頭放在哪里?)。圖中萬用表的尺寸為94×46×26毫米(3.7×1.8×1英寸)——1英寸的厚度還算不得袖珍,它也沒有用來固定測試線的保護(hù)套。但這個小萬用表功能齊全,直流電流量程高達(dá)10A,提供二極管和晶體管測試,最重要的是有全尺寸4mm香蕉插頭,很容易購買或制作一套鱷魚夾測試線跟它配合使用。將它與上面的第一個標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字萬用表進(jìn)行比較,這一款標(biāo)有QM1502,上一款標(biāo)有QM1500,它們的量程完全相同,因此可能來自同一家制造商。
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有幾家制造商提供“信用卡式”的萬用表,我這個是Tenma制造的。它很小,不過比信用卡還是要大一些(4-1/4×2-1/4英寸,?英寸厚),所以只能放在襯衫口袋中。它還配有保護(hù)套和測試線/探針支架。Amprobe DM78C的大小也差不多。這兩個萬用表都只能測量電壓和電阻,不能測電流,功能有限,但是這個萬用表還可以測頻率和占空比,還有保持和相對值按鈕。我曾經(jīng)有一個萬用表比這個還小,比信用卡都小,功能也很有限,很快就壞了。這些小型萬用表的測試線是直接穿進(jìn)來的,所以肯定會出故障,只是早晚而已。
還有這些和那些……
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文章開頭提到一個供應(yīng)商給了我7個萬用表,這是其中最好的一個。它是一款汽車測試儀,應(yīng)配備一個測試探針(供應(yīng)商沒有給我,但是需要的時候我可以自己制作一個),該探針接到汽車的一根火花塞導(dǎo)線上,提供RPM讀數(shù)。它還可以測量閉合角、占空比和低頻,并具有K型熱電偶插座測量溫度。嘿,看!我有一個溫度計。
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這個萬用表的軟件和PC連接線是我在一次清倉處理中花5美元買來的。然后我在E-bay上找到了相配的萬用表,花了60美元,現(xiàn)在我有一個數(shù)據(jù)記錄儀了。這仍然是一款非常經(jīng)典的萬用表,提供多種不常見的測量——頻率和占空比、電容、溫度(通過所示的熱電偶適配器,如圖所示),甚至4~20mA的量程,還具有以下功能:保持,相對值,記錄最小、最大和平均讀數(shù)(儀表內(nèi)的軟件會進(jìn)行完整記錄),峰值讀數(shù),背光,還有一個磁性夾將其固定在任何鋼材質(zhì)的物體上。這款萬用表可與Labview配合作用,為此我還專門下載了VI。
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這并不是一款真正的萬用表,但其外觀和工作原理都與萬用表相似,而且它非常實用,所以我把它也包括在內(nèi)了。這是一個LCR表,才50美元,是幾年前我過生日時,我妻子送給我的生日禮物。它不像專業(yè)的LCR表那樣好,比如說,無法設(shè)置測試頻率,但是當(dāng)需要對組件進(jìn)行快速測試時,它非常有用,而且還可以用它來估計變壓比。圖中顯示它正在測量一個音頻變壓器的電感,還有與之配套使用的鑷子探頭——真的很適合SMD組件,只要幾美元。
我的驕傲,我快樂的源泉
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這是我的Fluke 8050A,是我的驕傲,它讓我快樂。這是我在80年代初買的一個新產(chǎn)品,最近在清潔它時,不小心把375美元的價格標(biāo)簽弄掉了。我還保留著最初的軟外殼,頂部有一個托盤,可以用來放測試線等,還有手冊,甚至包裝箱都還在。我只換過一次顯示屏,現(xiàn)在狀況仍然很好。4-1/2位數(shù)字,除常見的電壓、電流和電阻外,它還具有dB和電導(dǎo)量程。它還有一個“相對值”按鈕,按下該按鈕就可以相對于按下瞬間進(jìn)行測量。在測試低值電阻器(使測試引線的電阻為零)或檢查NiCd電池組的電池單元時,此功能非常有用。測量第一個,然后點(diǎn)“REL”按鈕,然后只需移動正極探針來測量第二個。開關(guān)REL進(jìn)行每次測量,可以快速測完整個電池組。或者也可以從一堆電阻中找出幾個匹配的電阻——測量第一個電阻,按REL,只保留與第一個電阻的差值很小的電阻。這款儀表唯一的不足是沒有連續(xù)蜂鳴器,當(dāng)然,這絲毫不影響它成為一款優(yōu)秀的萬用表。
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Fluke手冊中有一個簡單的晶體管測試儀附件的圖,該測試儀在電導(dǎo)量程內(nèi)工作,可提供Hfe讀數(shù)(只需將小數(shù)點(diǎn)右移3位即可)。我按圖做了一個測試儀,后來經(jīng)常使用。圖中顯示它正在測量Hfe為373.8的NPN晶體管(BC 548)。如果測量PNP,則可以換個方向插入。你可以使用圖中這樣的夾子,也可以使用插座,在我的右側(cè)邊,圖中看不到。
Fluke是另一家能對很老的產(chǎn)品提供良好技術(shù)支持的公司。我還保留著8050A的原始手冊,有人給了我一個它的小兄弟3-1/2位8010A,我從網(wǎng)上下載了其服務(wù)手冊。這兩個萬用表的LCD都壞了,我換了新的。網(wǎng)上也有講怎樣用7段LED顯示器替換LCD。這兩個數(shù)字萬用表一直放在我的工作臺上,我不時地用到它們。
購買萬用表時要注意什么?
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結(jié)束本文之前,我還想提醒朋友們在購買萬用表時要考慮的一些問題。萬用表有四個等級:1、2、3、4,這是國際電工委員會(IEC)定義的。Cat1基本上用于低電子設(shè)備,實際上沒什么用。從理論上講,Cat2型萬用表可使用墻壁上的市電插座進(jìn)行測量,但是所有測量人員實際上都應(yīng)該使用Cat3(建筑配電)或Cat4級(公用設(shè)施連接)額定萬用表。上面提到的外形小巧或價格便宜的數(shù)字萬用表大多只能滿足CAT2規(guī)格,但是上圖這款紅色的MetermanXR38則具有Cat3和Cat4額定值。在市電電壓下進(jìn)行任何操作都必須確保萬用表是Cat3或Cat4。通常只有從安捷倫或Fluke等質(zhì)量更高的制造商那里才能買到這種符合要求的產(chǎn)品,當(dāng)然,價格肯定會更高。Cat3或Cat4額定值表示在測量時,如果市電出現(xiàn)電壓尖峰,不會在萬用表或測試線上產(chǎn)生電弧,從而避免操作者受到電擊。
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如上圖所示,許多人對模擬萬用表上的“X歐姆/伏”額定值感到困惑。這只是對加載到被測電路的負(fù)載的簡單度量。如果萬用表量程為50mA,則在1伏時獲得50mA電流所需的電阻為20KΩ。因此,如果拿這個萬用表測量2V,則總電阻(萬用表電阻加上“倍增”電阻)將為40KΩ。因此指定為20KΩ/V。如果測量100V,則電阻將為100×20KΩ=2MΩ。這是一種快速計算某量程內(nèi)萬用表負(fù)載的簡便方法。在管/閥時代,阻抗通常比晶體管電路高,這顯得尤為重要。我曾見過一個50KΩ/V的模擬萬用表,20KΩ/V通常都認(rèn)為比較好了,而那些便宜的小萬用表可能低至1000Ω/V。前面提到的迷你模擬萬用表為2000Ω/V。數(shù)字萬用表沒有這種限制,輸入電阻通常達(dá)到10MΩ。
可測量二極管(通常用二極管符號表示)的萬用表應(yīng)在量程內(nèi)進(jìn)行測試,否則探頭兩端的電壓可能不足以正向偏置二極管。讀數(shù)表明了二極管的類型——硅大約為0.6至0.7,肖特基為0.18至0.4,鍺為0.2至0.3,但小數(shù)點(diǎn)位置可能會有所不同。
如果在空間受限的地方進(jìn)行測量,則“保持”功能非常有用,它可以將測量保持住,直到能看見為止。現(xiàn)在一些制造商提供了無線顯示器,可以從萬用表上卸下來,在這種情況下也非常有用。如今幾乎所有的數(shù)字萬用表都有連續(xù)“蜂鳴器”,用于測試電纜中的電線而不必一直盯著表。
我是一個英國人,一直生活在英國前殖民地,從未有過(因此未提到)美國工程師和技術(shù)服務(wù)人員鐘愛的Triplett和Simpson萬用表。每個人都收藏著自己的寶貝,工程師朋友們,我很期待聽到你與自己所鐘愛的萬用表的故事!
? ? ? ?責(zé)任編輯:pj
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